KR102073350B1 - 무선 통신 시스템에서 마스터 단말과 컴패니언 장치의 이동성을 지원하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템에서 핸드오버 절차를 수행하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 핸드오버 절차의 소스 eNB(eNodeB)는 소스 eNB로부터 마스터 UE의 단말(UE; user equipment) 컨텍스트와 컴패니언 UE의 UE 컨텍스트를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 수신한다. 타겟 eNB는 상기 마스터 UE와 상기 컴패니언 UE의 UE 컨텍스트를 포함하는 상기 핸드오버 요청 메시지에 따라 상기 마스터 UE와 상기 컴패니언 UE 간의 관계를 식별한다.

Description

무선 통신 시스템에서 마스터 단말과 컴패니언 장치의 이동성을 지원하기 위한 방법 및 장치

본 발명은 무선 통신과 관련되고, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 마스터 단말(UE; user equipment)과 이의 컴패니언 장치의 이동성을 지원하기 위한 방법 및 장치와 관련된다.

3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long-term evolution)는 고속 패킷 통신을 가능하게 하기 위한 기술이다. LTE 목표인 사용자와 사업자의 비용 절감, 서비스 품질 향상, 커버리지 확장 및 시스템 용량 증대를 위해 많은 방식이 제안되었다. 3GPP LTE는 상위 레벨 필요조건으로서 비트당 비용 절감, 서비스 유용성 향상, 주파수 밴드의 유연한 사용, 간단한 구조, 개방형 인터페이스 및 단말의 적절한 전력 소비를 요구한다.

스마트 시계(smart watches)와 같은 웨어러블 장치는 시판되고 있는 새로운 유형의 사용자 기기로서 현재 이용 가능하다. 웨어러블 장치의 수가 증가함에 따라 이러한 디바이스에 대한 고객들의 요구가 커지고 있다. 예를 들어 고객은 일반적인 시계의 배터리 수명과 같이, 스마트 시계로부터 매우 긴 배터리 수명을 기대하는 반면에, 예를 들어 음성, 스트리밍, eHealth, 일반 스마트폰과 같은, 지연 민감 서비스를 포함하는 다양한 애플리케이션/서비스에 대한 지원도 기대한다.

긴 배터리 수명을 제공하기 위해, 3GPP는 Rel-12에서는 절전 모드(power saving mode)를 표준화하였고, Rel-13에서는 확장된 불연속 수신 (DRX; discontinuous reception)을 표준화하였다. 그러나 이러한 특징은 LTE 접속을 지원하는 웨어러블 장치에서 지연 민감 서비스에 적합하지 않다. 또한, Rel-12 MTC(machine-type communication)의 단말(UE; user equipment) 카테고리 0 및 Rel-13 MTC의 새로운 UE 카테고리는 이러한 웨어러블 장치에 의해 사용되는 다양한 애플리케이션/서비스를 완전히 지원하지 못한다.

3GPP SA1 연구 항목(study item)인 새로운 SMARTER(services and markets technology enablers)가 진행되었다. SMARTER의 측면 중 하나는 웨어러블 장치 및 IoT(internet-of-things) 장치에 향상된 연결성(connectivity)을 제공하는 것이다. 향상된 연결성에 의해 다른 UE를 통해 장치를 네트워크에 연결할 수 있다. 장치는 네트워크에 대한 직접 연결과 중계 연결 간에 전환할 수 있다.

시판되고 있는 웨어러블 장치는 UE 간 단거리 통신 무선 접속 기술 (radio access technology, RAT)을 위한 블루투스 및 WLAN(wireless local area network)을 지원한다. 시판되고 있는 장치를 고려하면, 블루투스 또는 WLAN을 통해 향상된 연결성을 지원하는 것은 흥미로운 일이다. 한편, 블루투스 및 WLAN은 상이한 QoS(quality of service)를 갖는 다양한 서비스를 완전히 지원할 수는 없다.

웨어러블 장치가 향상된 연결성에 의해 다른 UE를 통해 네트워크에 연결되는 경우, 웨어러블 장치에 대한 이동성, 즉 핸드오버 절차가 고려되어야 한다.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 마스터 단말(UE; user equipment)과 이의 컴패니언 장치의 이동성을 지원하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명은 마스터 UE와 컴패니언 UE 모두의 UE 컨텍스트를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 전송하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 타겟 eNB(eNodeB)가 핸드오버 절차를 수행하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 소스 eNB로부터 마스터 단말(UE; user equipment)의 UE 컨텍스트와 컴패니언 UE의 UE 컨텍스트를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 수신하고, 및 상기 마스터 UE와 상기 컴패니언 UE 간의 관계를 식별하는 것을 포함한다.

다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 핸드오버 절차의 타겟 eNB(eNodeB)가 제공된다. 상기 타겟 eNB는 메모리, 및 상기 메모리에 연결되는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 소스 eNB로부터 마스터 단말(UE; user equipment)의 UE 컨텍스트와 컴패니언 UE의 UE 컨텍스트를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 수신하고, 및 상기 마스터 UE와 상기 컴패니언 UE 간의 관계를 식별한다.

웨어러블 장치가 타겟 eNB(eNodeB)로 효율적으로 핸드오버 될 수 있다.

도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 2는 일반적인 E-UTRAN 및 EPC의 구조의 블록도이다.
도 3은 LTE 시스템의 사용자 평면 프로토콜 스택의 블록도이다.
도 4는 LTE 시스템의 제어 평면 프로토콜 스택의 블록도이다.
도 5는 물리 채널 구조의 일 예를 나타낸다.
도 6은 컴패니언(companion) UE를 위한 네트워크로의 중계 기반 연결의 예를 나타낸다.
도 7은 마스터 UE 및 컴패니언 UE 모두에 대한 이동성의 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 절차를 수행하기 위한 방법을 나타낸다.
도 9는 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템을 나타낸다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16 기반 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다. 통신 네트워크는 IMS(IP multimedia subsystem) 및 패킷 데이터를 통한 인터넷 전화(Voice over internet protocol: VoIP)와 같은 다양한 통신 서비스들을 제공하기 위하여 넓게 설치된다.

도 1을 참조하면, LTE 시스템 구조는 하나 이상의 단말(UE; 10), E-UTRAN(evolved-UMTS terrestrial radio access network) 및 EPC(evolved packet core)를 포함한다. UE(10)는 사용자에 의해 움직이는 통신 장치이다. UE(10)는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

E-UTRAN은 하나 이상의 eNB(evolved node-B; 20)를 포함하고, 하나의 셀에 복수의 UE가 존재할 수 있다. eNB(20)는 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)의 끝 지점을 UE에게 제공한다. eNB(20)는 일반적으로 UE(10)와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, BS(base station), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 eNB(20)는 셀마다 배치될 수 있다.

이하에서, DL은 eNB(20)에서 UE(10)로의 통신을 의미하며, UL은 UE(10)에서 eNB(20)으로의 통신을 의미한다. DL에서 송신기는 eNB(20)의 일부이고, 수신기는 UE(10)의 일부일 수 있다. UL에서 송신기는 UE(10)의 일부이고, 수신기는 eNB(20)의 일부일 수 있다.

EPC는 MME(mobility management entity) 및 S-GW(serving gateway)를 포함한다. MME/S-GW(30)는 네트워크의 종단에 배치될 수 있다. 명확성을 위하여, 본원에서 MME/S-GW(30)는 단순히 "게이트웨이"로 지칭될 것이지만, 이러한 개체는 MME 및 S-GW를 포함하는 것으로 이해된다. PDN(packet data network) 게이트웨이(P-GW)는 외부 네트워크에 연결될 수 있다.

MME는 eNB(20)로의 NAS(non-access stratum) 시그널링, NAS 시그널링 보안, AS(access stratum) 보안 제어, 3GPP 액세스 네트워크 간의 이동성을 위한 inter CN(core network) 노드 시그널링, 아이들 모드 단말 도달 가능성(페이징 재전송의 제어 및 실행 포함), 트래킹 영역 리스트 관리(아이들 모드 및 활성화 모드인 UE을 위해), P-GW(PDN(packet data network) gateway) 및 S-GW 선택, MME 변경과 함께 핸드오버를 위한 MME 선택, 2G 또는 3G 3GPP 액세스 네트워크로의 핸드오버를 위한 SGSN(serving GPRS support node) 선택, 로밍, 인증, 전용 베이러 설정을 포함한 베어러 관리 기능, PWS(public warning system: 지진/쓰나미 경보 시스템(ETWS) 및 상용 모바일 경보 시스템(CMAS) 포함) 메시지 전송 지원 등의 다양한 기능을 제공한다. S-GW 호스트는 사용자 별 기반 패킷 필터링(예를 들면, 심층 패킷 검사를 통해), 합법적 차단, 단말 IP(internet protocol) 주소 할당, DL에서 전송 레벨 패킹 마킹, UL/DL 서비스 레벨 과금, 게이팅 및 등급 강제, APN-AMBR(access point name aggregate maximum bit rate)에 기반한 DL 등급 강제의 갖가지 기능을 제공한다.

사용자 트래픽 전송 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. UE(10) 및 eNB(20)은 Uu 인터페이스에 의해 연결된다. eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의해 상호간 연결된다. 이웃한 eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의한 망형 네트워크 구조를 가질 수 있다. 복수의 노드들은 eNB(20)과 게이트웨이(30) 간에 S1 인터페이스를 통해 연결될 수 있다.

도 2는 일반적인 E-UTRAN 및 EPC의 구조의 블록도이다. 도 2를 참조하면, eNB(20)은 게이트웨이(30)에 대한 선택, RRC(radio resource control) 활성(activation) 동안 게이트웨이(30)로의 라우팅(routing), 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, BCH(broadcast channel) 정보의 스케줄링 및 전송, UL 및 DL에서 UE(10)들로의 자원의 동적 할당, eNB 측정의 설정(configuration) 및 제공(provisioning), 무선 베어러 제어, RAC(radio admission control) 및 LTE 활성 상태에서 연결 이동성 제어 기능을 수행할 수 있다. 상기 언급처럼 게이트웨이(30)는 EPC에서 페이징 개시, LTE 아이들 상태 관리, 사용자 평면의 암호화, SAE 베어러 제어 및 NAS 시그널링의 암호화와 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.

도 3은 LTE 시스템의 사용자 평면 프로토콜 스택의 블록도이다. 도 4는 LTE 시스템의 제어 평면 프로토콜 스택의 블록도이다. UE와 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 통신 시스템에서 널리 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층) 및 L3(제3 계층)으로 구분된다.

물리 계층(PHY; physical layer)은 L1에 속한다. 물리 계층은 물리 채널을 통해 상위 계층에 정보 전송 서비스를 제공한다. 물리 계층은 상위 계층인 MAC(media access control) 계층과 전송 채널(transport channel)을 통해 연결된다. 물리 채널은 전송 채널에 맵핑된다. 전송 채널을 통해 MAC 계층과 물리 계층 사이로 데이터가 전송된다. 서로 다른 물리 계층 사이, 즉 송신기의 물리 계층과 수신기의 물리 계층 간에 데이터는 물리 채널을 통해 전송된다.

MAC 계층, RLC(radio link control) 계층 및 PDCP(packet data convergence protocol) 계층은 L2에 속한다. MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 RLC 계층에게 서비스를 제공한다. MAC 계층은 논리 채널상의 데이터 전송 서비스를 제공한다. RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. 한편, RLC 계층의 기능은 MAC 계층 내부의 기능 블록으로 구현될 수 있으며, 이때 RLC 계층은 존재하지 않을 수도 있다. PDCP 계층은 상대적으로 대역폭이 작은 무선 인터페이스 상에서 IPv4 또는 IPv6와 같은 IP 패킷을 도입하여 전송되는 데이터가 효율적으로 전송되도록 불필요한 제어 정보를 줄이는 헤더 압축 기능을 제공한다.

RRC(radio resource control) 계층은 L3에 속한다. L3의 가장 하단 부분에 위치하는 RRC 계층은 오직 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 RB(radio bearer)들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. RB는 UE와 E-UTRAN 간의 데이터 전송을 위해 L2에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.

도 3을 참조하면, RLC 및 MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 스케줄링, ARQ 및 HARQ와 같은 기능을 수행할 수 있다. PDCP 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 헤더 압축, 무결성 보호 및 암호화와 같은 사용자 평면 기능들을 수행할 수 있다.

도 4를 참조하면, RLC/MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 제어 평면을 위하여 동일한 기능들을 수행할 수 있다. RRC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 방송, 페이징, RRC 연결 관리, RB 제어, 이동성 기능 및 UE 측정 보고 및 제어와 같은 기능을 수행할 수 있다. NAS 제어 프로토콜(네트워크 측에서 게이트웨이의 MME에서 종료)은 SAE 베어러 관리, 인증, LTE_IDLE 이동성 관리, LTE_IDLE에서의 페이징 시작 및 게이트웨이와 UE 간의 시그널링을 위한 보안 제어와 같은 기능을 수행할 수 있다.

도 5는 물리 채널 구조의 일 예를 나타낸다. 물리 채널은 무선 자원을 통해 UE의 물리 계층과 eNB의 물리 계층 간의 시그널링 및 데이터를 전송한다. 물리 채널은 시간 영역에서 복수의 서브프레임과 주파수 영역에서 복수의 부반송파로 구성된다. 1ms인 하나의 서브프레임은 시간 영역에서 복수의 심벌로 구성된다. 해당 서브프레임의 특정 심벌, 예를 들어 서브프레임의 첫 번째 심벌은 PDCCH를 위하여 사용될 수 있다. PDCCH는 PRB(physical resource block) 및 MCS(modulation and coding schemes)와 같이 동적으로 할당된 자원을 나를 수 있다.

DL 전송 채널은 시스템 정보를 전송하기 위하여 사용되는 BCH(broadcast channel), UE를 페이징하기 위하여 사용되는 PCH(paging channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하기 위하여 사용되는 DL-SCH(downlink shared channel), 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스 전송을 위하여 사용되는 MCH(multicast channel) 등을 포함한다. DL-SCH는 HARQ, 변조, 코딩 및 전송 전력의 변화에 의한 동적 링크 적응 및 동적/반정적 자원 할당을 지원한다. 또한, DL-SCH는 셀 전체에 브로드캐스트 및 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다.

UL 전송 채널은 일반적으로 셀로의 초기 접속을 위하여 사용되는 RACH(random access channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하기 위하여 사용되는 UL-SCH(uplink shared channel) 등을 포함한다. UL-SCH는 HARQ 및 전송 전력 및 잠재적인 변조 및 코딩의 변화에 의한 동적 링크 적응을 지원한다. 또한, UL-SCH는 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다.

논리 채널은 전송되는 정보의 종류에 따라, 제어 평면의 정보 전달을 위한 제어 채널과 사용자 평면의 정보 전달을 위한 트래픽 채널로 분류된다. 즉, 논리 채널 타입의 집합은 MAC 계층에 의해 제공되는 서로 다른 데이터 전송 서비스를 위해 정의된다.

제어 채널은 제어 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 제어 채널은 BCCH(broadcast control channel), PCCH(paging control channel), CCCH(common control channel), MCCH(multicast control channel) 및 DCCH(dedicated control channel)을 포함한다. BCCH는 시스템 제어 정보를 방송하기 위한 DL 채널이다. PCCH는 페이징 정보의 전송을 위한 DL 채널이며, 네트워크가 UE의 셀 단위의 위치를 알지 못할 때 사용된다. CCCH는 네트워크와 RRC 연결을 갖지 않을 때 UE에 의해 사용된다. MCCH는 네트워크로부터 UE에게 MBMS(multimedia broadcast multicast services) 제어 정보를 전송하기 위하여 사용되는 일대다 DL 채널이다. DCCH는 UE와 네트워크 간에 전용 제어 정보 전송을 위해 RRC 연결을 가지는 UE에 의해 사용되는 일대일 양방향 채널이다.

트래픽 채널은 사용자 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 트래픽 채널은 DTCH(dedicated traffic channel) 및 MTCH(multicast traffic channel)을 포함한다. DTCH는 일대일 채널로 하나의 UE의 사용자 정보의 전송을 위해 사용되며, UL 및 DL 모두에 존재할 수 있다. MTCH는 네트워크로부터 UE에게 트래픽 데이터를 전송하기 위한 일대다 DL 채널이다.

논리 채널과 전송 채널 간의 UL 연결은 UL-SCH에 맵핑될 수 있는 DCCH, UL-SCH에 맵핑될 수 있는 DTCH 및 UL-SCH에 맵핑될 수 있는 CCCH를 포함한다. 논리 채널과 전송 채널 간의 DL 연결은 BCH 또는 DL-SCH에 맵핑될 수 있는 BCCH, PCH에 맵핑될 수 있는 PCCH, DL-SCH에 맵핑될 수 있는 DCCH, DL-SCH에 맵핑될 수 있는 DTCH, MCH에 맵핑될 수 있는 MCCH 및 MCH에 맵핑될 수 있는 MTCH를 포함한다.

RRC 상태는 UE의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적으로 연결되어 있는지 여부를 지시한다. RRC 상태는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED) 및 RRC 아이들 상태(RRC_IDLE)와 같이 두 가지로 나누어질 수 있다. RRC_IDLE에서, UE가 NAS에 의해 설정된 DRX(discontinuous reception)를 지정하는 동안에, UE는 시스템 정보 및 페이징 정보의 방송을 수신할 수 있다. 그리고, UE는 트래킹 영역에서 UE를 고유하게 지정하는 ID(identification)를 할당 받고, PLMN(public land mobile network) 선택 및 셀 재선택을 수행할 수 있다. 또한 RRC_IDLE에서, 어떠한 RRC 컨텍스트도 eNB에 저장되지 않는다.

RRC_CONNECTED에서, UE는 E-UTRAN에서 E-UTRAN RRC 연결 및 컨텍스트를 가져, eNB로 데이터를 전송 및/또는 eNB로부터 데이터를 수신하는 것이 가능하다. 또한, UE는 eNB로 채널 품질 정보 및 피드백 정보를 보고할 수 있다. RRC_CONNECTED에서, E-UTRAN은 UE가 속한 셀을 알 수 있다. 그러므로 네트워크는 UE에게 데이터를 전송 및/또는 UE로부터 데이터를 수신할 수 있고, 네트워크는 UE의 이동성(핸드오버 및 NACC(network assisted cell change)를 통한 GERAN(GSM EDGE radio access network)으로 inter-RAT(radio access technology) 셀 변경 지시)을 제어할 수 있으며, 네트워크는 이웃 셀을 위해 셀 측정을 수행할 수 있다.

RRC_IDLE에서 UE는 페이징 DRX 주기를 지정한다. 구체적으로 UE는 UE 특정 페이징 DRX 주기 마다의 특정 페이징 기회(paging occasion)에 페이징 신호를 모니터한다. 페이징 기회는 페이징 신호가 전송되는 동안의 시간 구간이다. UE는 자신만의 페이징 기회를 가지고 있다. 페이징 메시지는 동일한 트래킹 영역(TA; tracking area)에 속하는 모든 셀 상으로 전송된다. UE가 하나의 TA에서 다른 TA로 이동하면, UE는 자신의 위치를 업데이트 하기 위하여 네트워크로 TAU(tracking area update) 메시지를 전송할 수 있다.

LTE 기술을 사용하여 저비용의 MTC(machine type communication) 장치를 연결하고 관리하는 데에 많은 관심이 있다. 이러한 저비용 장치의 중요한 한 가지 예는 웨어러블이며, 거의 항상 중계 역할을 할 수 있는 스마트 폰에 근접할 수 있다는 이점을 또한 갖는다. 저비용 장치의 경우, 비-3GPP 단거리 기술을 포함하는, 장치-대-장치(D2D; device-to-device)의 애플리케이션이 논의되었다. 특히, D2D 지원 웨어러블 및 MTC 애플리케이션을 가능하게 하기 위하여 더욱 향상될 될 수 있는 LTE 기술의 두 가지 주요 측면이 있다:

1) UE-대-네트워크 중계 기능의 향상: 근접 기반 서비스(ProSe; proximity-based services)에서의 UE-대-네트워크 중계 아키텍처는 접속 계층(access stratum)에서 원격 UE의 트래픽을 중계 UE의 트래픽과 차별화하지 않는다. 이 모델은 네트워크 및 운영자가 예컨대, 과금(billing) 또는 보안을 위하여 원격 UE를 별도의 장치로서 취급하는 능력을 제한한다. 특히, 3GPP 보안 연관은 결코 네트워크와 원격 UE 사이의 종단간(E2E; end-to-end)에 도달하지 않으며, 이는 중계 UE가 원격 UE의 통신에 대한 평문(clear text) 접속을 갖는다는 것을 의미한다. UE-대-네트워크 중계는 중계 링크를 통한 종단 간 보안, 서비스 연속성, E2E QoS(quality of service)를 지원하는 데에 향상이 이루어져야 하고, 여기서 다중 원격 UE와의 가능한, 효율적인 동작 및 Uu와 D2D 무선 인터페이스 간의 효율적인 경로 전환이 지원된다.

D2D를 사용한 중계는 블루투스 및 Wi-Fi와 같은 비-3GPP 기술을 기반으로 할 수도 있다. 이러한 기술에 대한 서비스 연속성과 같은 몇 가지 향상으로 인해 중계를 상업적 사용 사례에서 더욱 매력적으로 만들 수 있다. 직접 Uu 연결을 덜 실용적으로 만드는 폼-팩터 제한(예를 들어, 배터리 크기 제한)뿐만 아니라, 사용자의 스마트폰에 근접한 사용 패턴으로 인해 이러한 기술은 웨어러블에 특히 유용할 수 있다.

중계에 의해 원격 UE(즉, 트래픽이 중계되는)에 대한 상당한 전력 절감이 가능할 수 있다. 이는 특히 딥 커버리지(deep coverage) 시나리오에서 적용된다. 중계를 도입하는 비용 효율적인 방법 중 하나는 원격 장치와 중계 장치 간의 단방향(unidirectional) D2D 링크를 사용하는 것이다. 이 경우, 원격 UE로부터 UL 데이터만을 중계하는 데에 중계 UE가 이용된다. 이러한 접근법의 이점은 D2D 수신을 위한 추가 RF(radio frequency) 능력이 원격 UE에 추가되지 않는다는 것이다.

2) 저전력, 저속 및 저 복잡도/저비용 장치를 적어도 지원하기 위해 신뢰할 수 있는 유니캐스트 PC5 링크를 가능하게 하는 향상: NB-IoT(narrowband internet-of-things) 및 eMTC(enhanced MTC) 연구 동안 개발된 아이디어를 재사용하여 저비용 D2D 장치가 구현될 수 있다. 예를 들어, NB-IoT/eMTC UL 파형 등이 재사용될 수 있다. 이러한 장치는 인터넷/클라우드와 통신하고 근거리 장치와 통신하기 위하여 잠재적으로 단일 모뎀을 사용할 것이다. 공공 안전 사용 사례에 의해 유도되는 방송 지향 설계에서 유래된 현재의 PC5 링크 설계는, 임의의 링크 적응 및 피드백 메커니즘의 부재로 인해 저전력 및 신뢰 가능한 D2D 통신을 방해하는 병목 현상을 나타낸다. 이러한 단점으로 인해 전력 소비, 스펙트럼 효율 및 장치 복잡성 측면에서 웨어러블 및 MTC 사용 사례에 대한 목표 성능 메트릭을 달성하는 것이 가능하지 않다. 감소된 소비 전력 및 저복잡도는 일반적으로 소형 폼 팩터 및 긴 배터리 수명을 특징으로 하는 웨어러블 및 MTC 사용 사례의 핵심 속성이다.

도 6은 컴패니언(companion) UE를 위한 네트워크로의 중계 기반 연결의 예를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 컴패니언 UE는 3GPP 접속 네트워크에 의해 네트워크에 직접 연결될 수 있다. 대안적으로, 컴패니언 UE는 중계 기반 연결에 의해 간접적으로 마스터 UE를 통해 네트워크에 연결될 수 있다. 중계 기반 연결을 사용하는 컴패니언 UE는 컴패니언 UE가 Uu 동작을 끄는 동안에도, 마스터 UE와의 중계 기반 연결을 통해 RRC/NAS 메시지와 같은 제어 시그널링을 교환할 수 있다. IoT 서비스뿐만 아니라 일반 서비스가 중계 기반 연결을 통해 사용되는 것으로 가정할 수 있다. 컴패니언 UE는 LTE에 대한 일반 UE 능력, 예컨대 Cat 4 또는 그 이상을 지원할 수 있다.

컴패니언 UE 및 마스터 UE는 블루투스와 같은 단거리 통신 RAT, WLAN 또는 3GPP 접속 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 컴패니언 UE는 직접 접속으로부터 중계 기반 접속으로 또는 그 반대로 네트워크로의 연결을 전환할 수 있다. 그러나, 종래 기술은 마스터 UE 및 컴패니언 UE의 이동성을 함께 고려하지 않는다. 즉, 핸드오버 절차의 타겟 eNB의 관점에서, 타겟 eNB는 마스터 UE 및 컴패니언 UE가 함께 핸드오버 되는지 또는 단지 하나의 UE 만 핸드오버 되는지 여부를 확인할 수 없다. 따라서, 이웃 eNB로의 핸드오버로 인한 잠재적인 문제를 해결하는 방법이 제시되어야 한다.

도 7은 마스터 UE 및 컴패니언 UE 모두에 대한 이동성의 예를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 마스터 UE는 3GPP 접속 네트워크에 의해 eNB1에 연결된다. 또한, 컴패니언 UE는 마스터 UE를 통해 네트워크에 연결된다. 컴패니언 UE 및 마스터 UE는 3GPP 접속 네트워크, 블루투스 또는 Wi-Fi를 통해 서로 연결될 수 있다.

마스터 UE 및 컴패니언 UE는 eNB1에서 eNB2로 핸드오버 되도록 의도될 수 있다. 이러한 경우, eNB1, 즉 소스 eNB는 핸드오버 요청 메시지를 eNB2, 즉 타겟 eNB로 전송한다. 핸드오버 요청 메시지는 마스터 UE와 컴패니언 UE 모두의 UE 컨텍스트를 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 마스터 UE 및 컴패니언 UE 모두의 UE 컨텍스트는 마스터 UE 및 컴패니언 UE가 서로 쌍을 이루는 것을 지시할 수 있다. 예를 들어, 핸드오버 요청 메시지에 마스터 UE와 컴패니언 UE의 UE 컨텍스트가 존재함으로 인해, eNB2는 두 UE가 한 쌍임을 식별할 수 있다.

전술한 UE 컨텍스트는 E-RAB(E-UTRAN radio access bearer)에 대응할 수 있다. 마스터 UE의 E-RAB 및 컴패니언 UE의 E-RAB은 구별되어야 한다. E-RAB ID, E-RAB 레벨 QoS 파라미터, DL 포워딩, 또는 UL GTP(GPRS tunneling protocol) 터널 엔드포인트 중 하나에 의해 마스터 UE의 E-RAB 및 컴패니언 UE의 E-RAB의 구별이 실현될 수 있다.

또한, 마스터 UE의 RRC 컨텍스트와 컴패니언 UE의 RRC 컨텍스트는 지시자 (indicator)로 구별될 수 있다. 또는, 마스터 UE의 RRC 컨텍스트와 컴패니언 UE의 RRC 컨텍스트가 하나의 RRC 컨텍스트로 병합될 수 있다. 마스터 UE의 측정 보고 및 컴패니언 UE의 측정 보고 또한 구별될 수 있다.

핸드오버 요청 메시지에 포함된 마스터 UE와 컴패니언 UE의 UE 컨텍스트를 이용하여, 타겟 eNB는 마스터 UE와 컴패니언 UE 간의 관계를 식별할 수 있다. 따라서, eNB는 E-RAB을 수락하는 방법 또는 제어 평면 RRC 파라미터를 사용하는 방법을 결정하는 경우 대응 동작을 취할 수 있다. 따라서 서비스 연속성이 보장될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 절차를 수행하기 위한 방법을 나타낸다. 이 실시예에서, 컴패니언 UE는 마스터 UE를 통해 소스 eNB에 연결된다. 컴패니언 UE는 3GPP 접속 네트워크, 블루투스 또는 Wi-Fi 중 하나를 통해 마스터 UE에 연결된다.

단계 S100에서 소스 eNB는 마스터 UE의 UE 컨텍스트와 컴패니언 UE의 UE 컨텍스트를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 타겟 eNB로 전송한다. 마스터 UE의 UE 컨텍스트 및 컴패니언 UE의 UE 컨텍스트는 마스터 UE 및 컴패니언 UE가 쌍임을 지시할 수 있다. 마스터 UE의 UE 컨텍스트와 컴패니언 UE의 UE 컨텍스트 UE는 마스터 UE의 E-RAB 및 컴패니언 UE의 E-RAB에 각각 대응할 수 있다. 이러한 경우, 마스터 UE의 E-RAB과 컴패니언 UE의 E-RAB은 E-RAB ID, E-RAB 레벨 QoS 파라미터, DL 포워딩 또는 UL GTP 터널 엔드포인트 중 하나에 의해 서로 구별될 수 있다. 또는, 마스터 UE의 UE 컨텍스트와 컴패니언 UE의 UE 컨텍스트는 마스터 UE의 RRC 컨텍스트 및 컴패니언 UE의 RRC 컨텍스트에 각각 대응할 수 있다. 이러한 경우, 마스터 UE의 RRC 컨텍스트와 컴패니언 UE의 RRC 컨텍스트는 서로 구별되거나 또는 하나의 RRC 컨텍스트로 병합될 수 있다. 또는, 마스터 UE의 UE 컨텍스트와 컴패니언 UE의 UE 컨텍스트는 마스터 UE의 측정 보고 및 컴패니언 UE의 측정 보고에 각각 대응할 수 있다. 이러한 경우, 마스터 UE의 측정 리포트와 컴패니언 UE의 측정 리포트는 서로 구별될 수 있다.

단계 S110에서, 타겟 eNB는 마스터 UE와 컴패니언 UE 간의 관계를 식별한다. 따라서, 타겟 eNB는 E-RAB를 수락하는 방법 또는 제어 평면 RRC 파라미터를 사용하는 방법을 결정하는 경우 대응 동작을 취할 수 있다. 따라서 서비스 연속성이 보장될 수 있다.

도 9는 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템을 나타낸다.

제1 eNB(800)는 프로세서(processor; 810), 메모리(memory; 820) 및 송수신부(transceiver; 830)를 포함할 수 있다. 프로세서(810)는 본 명세서에서 설명된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(810)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되어, 프로세서(810)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신부(830)는 프로세서(810)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

제2 eNB(900)는 프로세서(910), 메모리(920) 및 송수신부(930)를 포함할 수 있다. 프로세서(910)는 본 명세서에서 설명된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(910)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(920)는 프로세서(910)와 연결되어, 프로세서(910)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신부(930)는 프로세서(910)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

프로세서(810, 910)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(820, 920)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 송수신부(830, 930)는 무선 주파수 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(820, 920)에 저장되고, 프로세서(810, 910)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(820, 920)는 프로세서(810, 910) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(810, 910)와 연결될 수 있다.

상술한 예시적인 시스템에서, 상술된 본 발명의 특징에 따라 구현될 수 있는 방법들은 순서도를 기초로 설명되었다. 편의상 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로 설명되었으나, 청구된 본 발명의 특징은 단계들 또는 블록들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 다른 단계와 상술한 바와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

1. 무선 통신 시스템에서 타겟 eNB(eNodeB)가 핸드오버 절차를 수행하는 방법에 있어서,
   소스 eNB로부터 마스터 장치의 장치 컨텍스트와 컴패니언 장치의 장치 컨텍스트를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 수신하는 단계,
   상기 마스터 장치는 상기 소스 eNB에 직접적으로 연결되고,
   상기 컴패니언 장치는 웨어러블 장치를 포함하고, 및
   상기 컴패니언 장치는 상기 마스터 장치를 통해 상기 소스 eNB에 간접적으로 연결되고; 및
   상기 마스터 장치의 장치 컨텍스트 및 상기 컴패니언 장치의 장치 컨텍스트 모두에 기초하여, 상기 마스터 장치와 상기 컴패니언 장치 간의 관계를 결정하는 단계를 포함하고,
   상기 마스터 장치와 상기 컴패니언 장치 간의 관계가 쌍으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 컴패니언 장치는 3GPP(3rd generation partnership project) 접속 네트워크, 블루투스 또는 Wi-Fi 중 하나를 통해 상기 마스터 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 마스터 장치의 장치 컨텍스트 및 상기 컴패니언 장치의 장치 컨텍스트는 각각 상기 마스터 장치의 E-RAB(E-UTRAN radio access bearer) 및 상기 컴패니언 장치의 E-RAB에 각각 관련되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 마스터 장치의 E-RAB과 상기 컴패니언 장치의 E-RAB은 E-RAB ID(identifier), E-RAB QoS(quality of service) 파라미터, DL(downlink) 포워딩 또는 UL(uplink) GTP(GPRS tunneling protocol) 터널 엔드포인트 중 하나에 기초하여 서로 구별되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 마스터 장치의 장치 컨텍스트 및 상기 컴패니언 장치의 장치 컨텍스트는 각각 상기 마스터 장치의 RRC(radio resource control) 컨텍스트 및 상기 컴패니언 장치의 RRC 컨텍스트에 각각 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 마스터 장치의 RRC 컨텍스트와 상기 컴패니언 장치의 RRC 컨텍스트는 서로 구별되거나 또는 하나의 RRC 컨텍스트로 병합되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 마스터 장치의 장치 컨텍스트 및 상기 컴패니언 장치의 장치 컨텍스트는 상기 마스터 장치의 측정 보고 및 상기 컴패니언 장치의 측정 보고에 각각 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 마스터 장치의 측정 보고 및 상기 컴패니언 장치의 측정 보고는 서로 구별되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 무선 통신 시스템에서 핸드오버 절차의 타겟 eNB(eNodeB)에 있어서,
    메모리; 및
    상기 메모리에 연결되는 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    소스 eNB로부터 마스터 장치의 장치 컨텍스트와 컴패니언 장치의 장치 컨텍스트를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 수신하고,
    상기 마스터 장치는 상기 소스 eNB에 직접적으로 연결되고,
    상기 컴패니언 장치는 웨어러블 장치를 포함하고, 및
    상기 컴패니언 장치는 상기 마스터 장치를 통해 상기 소스 eNB에 간접적으로 연결되고; 및
    상기 마스터 장치의 장치 컨텍스트 및 상기 컴패니언 장치의 장치 컨텍스트 모두에 기초하여, 상기 마스터 장치와 상기 컴패니언 장치 간의 관계를 결정하고,
    상기 마스터 장치와 상기 컴패니언 장치 간의 관계가 쌍으로 결정되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 타겟 eNB.
12. 삭제
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 컴패니언 장치는 3GPP(3rd generation partnership project) 접속 네트워크, 블루투스 또는 Wi-Fi 중 하나를 통해 상기 마스터 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 타겟 eNB.
14. 삭제
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 마스터 장치의 장치 컨텍스트 및 상기 컴패니언 장치의 장치 컨텍스트는 각각 상기 마스터 장치의 E-RAB(E-UTRAN radio access bearer) 및 상기 컴패니언 장치의 E-RAB에 각각 대응하는 것을 특징으로 하는 타겟 eNB.

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